Clamp-On Ultrasonic Flow Meter adalah jenis flow meter ultrasonik yang dipasang di luar pipa (non‑intrusive), dengan sensor (transducer) diletakkan menempel pada dinding luar pipa. Dengan demikian, aliran fluida tidak tersentuh langsung oleh sensor—tidak ada bagian bergerak dalam fluida, tidak perlu memotong atau memasukkan meter ke dalam pipa.
Meter ini mengukur kecepatan aliran menggunakan gelombang ultrasonik yang melewati dinding pipa dan fluida. Ada dua tipe utama mode pengukuran: transit-time (time-of-flight) dan Doppler.
| Tipe | Prinsip Kerja | Kelebihan | Keterbatasan |
|---|---|---|---|
| Transit‑Time | Pasang sepasang transducer; satu mengirim dan satu menerima sinyal; hitung beda waktu antara sinyal berjalan searah aliran vs berlawanan; dari selisih waktu ini diperoleh kecepatan fluida, lalu total volumetric flow. | Akurasi tinggi; cocok untuk fluida yang relatif bersih (minim gelembung udara atau partikel); non‑intrusive. | Tidak cocok untuk fluida banyak partikel atau udara terperangkap; sinyal bisa terganggu oleh dinding pipa yang tebal, berskala, atau lapisan dalam pipa yang buruk; perlu instalasi yang presisi dan straight pipe panjang. |
| Doppler | Mengirim sinyal ultrasonik; sinyal dipantulkan kembali oleh partikel atau gelembung dalam fluida; perubahan frekuensi pantulan (efek Doppler) diukur; dari shift frekuensi bisa dihitung kecepatan aliran. | Cocok untuk fluida kotor, dengan partikel dan aerasi; tidak memerlukan fluida bersih. | Kurang akurat dibanding transit‑time jika partikel/gelembung tidak stabil; terbatas untuk fluida dengan kemampuan pantulan cukup; noise bisa tinggi; kalibrasi lebih rumit. |
Instalasi non‑intrusive → tidak perlu shutdown sistem atau memotong pipa; mengurangi downtime di industri produksi.
Tidak ada bagian yang kontak langsung ke aliran → tidak aus, minim perawatan mekanikal.
Tidak menimbulkan pressure drop (karena tidak menghalangi aliran) → efektif untuk sistem yang sensitif terhadap kehilangan tekanan.
Cocok untuk retrofit di instalasi existing yang sulit dimodifikasi.
Kemampuan pengukuran dua arah (bi‑directional) jika diprogram demikian.
Toleransi terhadap diameter pipa, material pipa, dan ukuran pipa yang beragam.
Banyak model sekarang dilengkapi diagnostik, komunikasi digital, logging, sehingga integrasi ke sistem kontrol atau SCADA menjadi lebih mudah.
Dinding pipa: material, ketebalan, korosi, skala (scaling), pelapisan (liner) dapat meredam atau menyebarkan gelombang ultrasonik.
Adanya udara terperangkap (bubbles) atau partikel yang tidak merata dapat mengganggu sinyal transit‑time.
Aliran turbulen akibat fitting seperti elbow, valve, tee di dekat meter akan mengganggu profil aliran; butuh panjang pipa lurus upstream/downstream.
Suhu dan tekanan dapat memengaruhi kecepatan suara dalam fluida → perlu kompensasi.
Koefisien koreksi diperlukan jika kondisi nyata tidak ideal (flow disturbance).
Pengukuran aliran air pada proses industri / pengolahan air dan limbah.
Monitoring aliran di cooling systems, HVAC, boiler feed water, steam.
Aplikasi retrofit di pabrik lama, di mana mengganti atau memotong pipa tidak memungkinkan.
Spot checking atau portabel pengukuran di lokasi pengukuran sementara untuk verifikasi flow meter lain.
Industri minyak dan gas, kimia, petrokimia, pulp & paper, food & beverage.
Contoh studi: Pengukuran dengan clamp‑on ultrasonik di belakang knife gate valve menunjukkan bahwa jika pipa lurus tidak mencukupi, perlu faktor koreksi agar akurasi tetap dalam toleransi. Pengukuran mengamati variasi kecepatan di berbagai jarak downstream dari valve dan menemukan bahwa jarak 3D‑15D ke valve memberikan perbedaan kecepatan yang cukup untuk koreksi. Referensi: studi “Experimental Determination Influence of Flow Disturbances behind the Knife Gate Valve …” oleh Sensors. MDPI
Tempatkan sensor (transducer) menempel di pipa dengan permukaan luar yang bersih, bebas cat yang mengelupas, karat, atau kerak.
Gunakan coupling gel antara sensor dan pipa agar transmisi gelombang optimal.
Pastikan panah arah aliran (jika diperlukan oleh perangkat) dan konfigurasi path yang benar (V‑path, Z‑path, single path atau multipath) sesuai spesifikasi.
Adakan panjang pipa lurus upstream dan downstream sesuai rekomendasi produsen. Contoh: minimum 5 × diameter pipa upstream dan beberapa × diameter downstream.
Perhatikan bahwa pemasangan dekat fitting atau valve bisa menyebabkan gangguan (disturbance) → jika tidak bisa dihindari, gunakan koreksi / kompesasi.
Untuk aplikasi portabel, pastikan posisi sensor dapat dipindahkan, kabel terlindung, dan unit elektronik terlindung dari getaran & kelembapan.
Berikut aspek yang perlu dipertimbangkan saat memilih clamp-on ultrasonic flow meter:
Jenis fluida (bersih atau mengandung partikel/gelembung) → pilih transit‑time atau Doppler.
Diameter pipa dan material pipa (besi, stainless, PVC, lined, dll).
Rentang aliran (flow range) dan minimum flow velocity yang bisa diukur dengan akurat.
Akurasi & repeatability yang dibutuhkan.
Fitur tambahan: komunikasi (4‑20 mA, HART, Modbus, output digital), display, kemampuan diagnostik.
Daya dan operasi lingkungan: suhu, tekanan, adanya uap/steam, getaran mekanik.
Portabilitas vs fixed mount: apakah perlu unit portabel atau permanen.
Pemeriksaan visual rutin pada sambungan sensor dan pemasangan agar tidak longgar atau bergeser.
Pembersihan permukaan luar pipa dan sensor dari kotoran, kerak, atau cat yang buruk yang dapat menurunkan transmisi gelombang.
Kalibrasi perangkat sesuai interval sesuai rekomendasi vendor.
Verifikasi pembacaan dengan alat referensi terutama bila terdapat distorsi / fitting ataupun kondisi tidak ideal.
Simpan data log flow rate, signal strength, dan alarm/error sebagai dasar pemeliharaan preventif.
| Kesalahan | Dampak | Solusi |
|---|---|---|
| Sensor tidak menempel sempurna / permukaan tidak rata | Sinyal lemah atau hilang, akurasi turun | Pastikan permukaan bersih dan datar; gunakan coupling gel |
| Kurang panjang pipa lurus upstream/downstream | Aliran turbulen; pembacaan tidak stabil | Tambahkan straight pipe sesuai rekomendasi; hindari fitting dekat meter |
| Pemilihan jenis yang salah (transit‑time vs Doppler) | Meter tidak bekerja optimal; error besar | Pilih sesuai karakter fluida (bersih vs kotor) |
| Tidak kompensasi jika kondisi tidak ideal (disturbance, valve, elbow) | Error sistematis | Gunakan koreksi atau penempatan sensor jauh dari gangguan |
| Kabel & grounding buruk / sinyal noise | Fluktuasi data, error | Gunakan kabel terlindung dan grounding yang baik |
Clamp-On Ultrasonic Flow Meter adalah solusi modern untuk pengukuran aliran yang tidak merusak pipa, non‑intrusive, dan memiliki banyak keuntungan terutama untuk retrofit atau kondisi di mana mengganti pipa sulit. Dengan memilih jenis yang tepat, memperhatikan instalasi dengan benar, dan pemeliharaan yang tepat, anda bisa mendapatkan akurasi dan performa yang tinggi.
Teknologi ini sangat cocok untuk industri air & limbah, kimia, minyak & gas, food & beverage, serta monitoring proses. Jika anda mempertimbangkan retrofit dan efisiensi biaya operasional, clamp‑on ultrasonic sering memberikan ROI yang lebih cepat dibanding meter inline mekanikal.
